Экранирование. Земляные контуры

Опубликовано 29.09.2010 Ведущий Антон Степанов

При протекании электрического тока в проводнике излучается электромагнитная энергия, которая зависит от амплитуды и частоты протекающего тока.
Когда часть электронного устройства заземляется в нескольких точках, между этими точками в земляной шине или плате могут протекать токи. Если эти токи являются высокочастотными, то могут образоваться земляные контуры, действующие как излучатели с малым сопротивлением. Излучаемое поле носит в основном магнитный характер. Это поле наводит токи в цепях с малым сопротивлением, близко расположенных к земляной шине, удалить которые от земляной шины на практике не удается, По этой причине в высокочастотных устройствах иногда лучше выполнять присоединение к земле только в одной точке.
Осторожность заземления в нескольких точках необходима не только на высоких частотах. Это важно также, например, для усилителей постоянного тока, где часто требуется большое усиление при малом уровне шумов. Для удовлетворения требований малых шумов обычно используется три различных заземления: сигнала, шасси и источника питания. Первое обеспечивает исходный уровень входного напряжения и поэтому не должно содержать шумовых напряжений. В тех случаях, когда необходимо линию подачи сигнала соединить с землей, например, через последовательную ЯС-цепочку для стабилизации, то такое соединение следует осуществлять именно к "сигнальной" земле. На шасси усилителя всегда должен поддерживаться потенциал земли. Это необходимо, во-первых, для безопасности при работе с усилителем и, во-вторых, чтобы экранирующие колпачки, присоединенные к шасси, эффективно работали в качестве экрана. Таким образом, для заземления шасси следует применять отдельный провод, в котором не должно быть шумовых сигналов. Так как большая часть помех поступает от источников питания в виде пульсаций или фона основной частоты, заземление цепи питания должно выполняться отдельным проводом. Все три указанных заземления не следует объединять вместе непосредственно в схеме усилителя, но с помощью отдельных проводов их следует присоединить к земляной точке блока питания. При таком способе соединения шумовые токи не протекают в проводах заземления сигнала и шасси. В противном случае это могло бы привести к возрастанию шумовых напряжений на выходе усилителя.